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Representative Learning for Structured Data and Its Application to Two Real World Problems with Different Characteristics

Research Project

Project/Area Number 16K12490
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Ono Satoshi  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90363605)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 細田 滋毅  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, グループリーダー代理 (60399582)
川崎 洋  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80361393)
福井 健一  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80418772)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords表現学習 / 構造データ / 系列データ / 深層ニューラルネットワーク / 決定木 / 海洋観測データ / コンピュータビジョン / 2次元コード / 3次元畳込みニューラルネットワーク / 2次元コード復号 / 幾何歪み / 変化点検知 / 教師有り学習 / 訓練データ生成 / シミュレーション / 機械学習 / ソフトコンピューティング / 海洋科学 / 画像
Outline of Final Research Achievements

This study proposed representative learning methods using deep neural networks such as convolutional neural network and recurrent neural network and other machine learning techniques for structured data, e.g., change detection of slight patterns on one dimensional sequential data. In addition, this study focused two real world problems: quality control of ocean observation data as one-dimensional sequential data and decoding distorted two-dimensional data as two-dimensional sequential data and confirmed that incorporating the proposed methods into conventional method such as conditional random field and Markov random field achieved the performance of practical level in these problems.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

時間と共に変化するなどの構造を持つデータにおいて,従来は各分野の専門家が設計していた特徴量を,問題のデータから自動的に設計する技術を実現した.また,開発した技術を,海洋観測データにおける観測エラーの発見問題に応用し,専門家が目視で行うレベルの精度で観測エラーを発見できることを確認した.さらに,紙などに印刷されたQRコード等の2次元コードが複雑に歪んだ際にも,読取りを行える技術を実現した.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 白黒2階調の補助線を用いた幾何歪みに頑健な2次元コードとその復号方式に関する研究2019

    • Author(s)
      鞍津輪一希, 上鶴晃平, 久冨あすか, 川崎洋, 小野智司
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌 数理モデル化と応用

      Volume: -

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quality Control of Ocean Observation Data Using Conditional Random Field2018

    • Author(s)
      上川路 洋介, 松山 開, 福井 健一, 細田 滋毅, 小野 智司
    • Journal Title

      Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence

      Volume: 33 Issue: 3 Pages: G-SGAI05_1-11

    • DOI

      10.1527/tjsai.G-SGAI05

    • NAID

      130006730826

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • Year and Date
      2018-05-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A belief-propagation-based decoding method for two-dimensional barcodes with monochrome auxiliary lines robust against non-uniform geometric distortion2017

    • Author(s)
      Kohei Kamizuru, Kazuya Nakamura, Hiroshi Kawasaki, Satoshi Ono
    • Journal Title

      Proc. SPIE (13th International Conference on Quality Control by Artificial Vision (QCAV2017))

      Volume: 10388 Pages: 1033805-1033805

    • DOI

      10.1117/12.2266848

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-agent-based Two-dimensional Barcode Decoding Robust against Non-uniform Geometric Distortion2016

    • Author(s)
      Kazuya Nakamura, Kohei Kamizuru, Hiroshi Kawasaki, and Satoshi Ono
    • Journal Title

      International Journal of Computer Information Systems and Industrial Management Applications

      Volume: 8 Pages: 423-433

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 3次元畳み込み自己符号化器を用いたレーダーエコー強度画像からの時空間特徴抽出に関する基礎検討2019

    • Author(s)
      木下 貴裕, 冨田 智彦, 小野 智司
    • Organizer
      情報処理学会 火の国情報 シンポジウム2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフ畳み込みネットワークを用いた図面理解における曖昧さの解消に関する基礎検討2019

    • Author(s)
      林 祐作, 小野 智司
    • Organizer
      情報処理学会 火の国情報 シンポジウム2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] LSTM Autoencoderを用いたマルチモーダル系列データの特徴抽出2018

    • Author(s)
      上園 翔平, 小野 智司
    • Organizer
      人工知能学会 第115回 知識ベースシステム研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いた気象時系列データにおける変化点の検知と注目範囲の可視化についての基礎検討2018

    • Author(s)
      前原 宗太朗, 福井 健一, 冨田 智彦, 小野 智司
    • Organizer
      電子情報通信学会 人工知能と知識処理研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチモーダル系列データを入力とする積層自己符号化器と議論における発話者認識への応用2017

    • Author(s)
      上園 翔平, 小野 智司
    • Organizer
      情報処理学会火の国情報シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-01
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 気象時系列データにおける変化点検知の基礎検討2017

    • Author(s)
      前原宗太朗, 福井健一, 冨田智彦, 小野智司
    • Organizer
      情報処理学会火の国情報シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-01
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] A belief-propagation-based decoding method for two-dimensional barcodes with monochrome auxiliary lines robust against non-uniform geometric distortion2017

    • Author(s)
      Kohei Kamizuru, Kazuya Nakamura, Hiroshi Kawasaki, Satoshi Ono
    • Organizer
      13th International Conference on Quality Control by Artificial Vision (QCAV2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海洋や気象の観測における人工知能の応用2017

    • Author(s)
      小野 智司
    • Organizer
      SICE九州フォーラム2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 気象時系列データにおける変化点検知の基礎検討2017

    • Author(s)
      前原 宗太朗, 福井 健一, 冨田 智彦, 小野 智司
    • Organizer
      人工知能学会全国大会(第31回)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Error Detection of Ocean Depth Series Data with Area Partitioning and Using Sliding Window2016

    • Author(s)
      Shogo Hayashi, Satoshi Ono, Shigeki Hosoda, Masayuki Numao, Ken-ichi Fukui
    • Organizer
      IEEE 15th International Conference on Machine Learning and Applications (ICMLA 2016)
    • Place of Presentation
      Anaheim, USA
    • Year and Date
      2016-12-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decision Tree-based Feature Function Design in Conditional Random Field Applied to Error Detection of Ocean Observation Data2016

    • Author(s)
      Yosuke Kamikawaji, Haruki Matsuyama, Ken-ichi Fukui, Shigeki Hosoda, Satoshi Ono
    • Organizer
      2016 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (IEEE SSCI 2016)
    • Place of Presentation
      Athens, Greece
    • Year and Date
      2016-12-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近傍法による海洋深度系列データのエラー検知2016

    • Author(s)
      林勝悟, 小野智司, 細田滋毅, 沼尾正行, 福井健一
    • Organizer
      第26回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2016)
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-10-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 機械学習を用いた海洋観測データの良否識別の試み2016

    • Author(s)
      上川路洋介, 松山開, 福井健一, 細田滋毅, 小野智司
    • Organizer
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋観測データの良否識別を目的とした条件付確率場における素性関数の自動設計の試み2016

    • Author(s)
      上川路 洋介, 松山 開, 福井 健一, 細田 滋毅, 小野 智司
    • Organizer
      人工知能学会全国大会(第30回)
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • Year and Date
      2016-06-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 教師情報付学習データ生成方法、機械学習方法、教師情報付学習データ生成システム及びプログラム2017

    • Inventor(s)
      小野智司, 前原宗太郎, 福井健一, 冨田智彦
    • Industrial Property Rights Holder
      鹿児島大学,熊本大学,大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-162548
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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