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Construction of Class Boundary Evaluation Criterion in Pattern Recognition

Research Project

Project/Area Number 18H03266
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Katagiri Shigeru  同志社大学, 理工学部, 教授 (40396114)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 篤  名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (50396206)
渡辺 秀行  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 連携研究員 (40395091)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥15,470,000 (Direct Cost: ¥11,900,000、Indirect Cost: ¥3,570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsパターン認識 / ベイズ境界 / 最小分類誤り確率状態 / 汎化問題 / 未知標本耐性
Outline of Final Research Achievements

As a research result to evaluate the degree of matching between estimated class boundaries and the ideal Bayes boundary, the following methods are developed: the BBS (Bayes Boundary-based optimal pattern classifier Selection ) method that selects an optimal recognizer from a large number of pattern recognizer candidates, its improved version that achieves 10,000 times speed-up, the MBB (Maximum Bayes Boundary-ness) method that directly enhances the Bayes boundary property of recognizers through the loss minimization, and an improved version of the MBB method of which achieved error rate can be very close to the theoretical minimum classification error rate. All of these methods are evaluated in fixed-dimensional pattern recognition tasks. Moreover, the CS-ACELP (Conjugate Structure-Algebraic Code Excited Linear Prediction) method is used to recognize variable-dimensional patterns such as speech, and we find that its recognition rates can be close to the Bayes error of used data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

情報処理の根幹を成す要素技術であるパターン認識の究極の目的は,与えられたパターンデータに対するベイズ誤り(ベイズ境界)を達成することである.そのため,そのベイズ誤りを達成する手法の開発は学術的にも社会的にも極めて大きな価値がある.従って,得られたBBS法やMBB法,またその改良版などは,ベイズ誤りをかなりの精度で達成できており,適応対象が固定次元のパターンのみであっても大いに評価されるべきものと考えている.また,音声のような可変長パターンの認識において,正則化項の値を調整することでCS-ACELP法によって正確にベイズ誤りを達成し得ることを明らかにもしており,その意義も大きいと思われる.

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] An Investigation of Feature Difference Between Child and Adult Voices Using Line Spectral Pairs2022

    • Author(s)
      Ginji Hayashi, Shigeru Katagiri, Xugang Lu, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 2022 5th International Conference on Signal Processing and Machine Learning

      Volume: 1 Pages: 94-100

    • DOI

      10.1145/3556384.3556399

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    • Author(s)
      Koki Kishishita, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 2022 5th International Conference on Signal Processing and Machine Learning

      Volume: 1 Pages: 246-254

    • DOI

      10.1145/3556384.3556422

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    • Author(s)
      David Ha, Shigeru Katagiri, Hideyuki Watanabe, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Journal of Signal Processing Systems

      Volume: 93 Issue: 9 Pages: 1057-1084

    • DOI

      10.1007/s11265-021-01671-1

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    • Author(s)
      David Ha, Shigeru Katagiri, Hideyuki Watanabe, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 7th IEEE MTT-S International Wireless Symposium

      Volume: 93_7 Pages: 1-3

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    • Author(s)
      David Ha, Yuya Tomotoshi, Masahiro Senda, Hideyuki Watanabe, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Journal of Signal Processing Systems

      Volume: 29 Issue: 2 Pages: 135-151

    • DOI

      10.1007/s11265-019-01451-y

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    • Author(s)
      Masahiro Senda, David Ha, Hideyuki Watanabe, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 2019 ACM International Conference on Signal Processing and Machine Learning

      Volume: 1 Pages: 18-28

    • DOI

      10.1145/3372806.3372817

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      Naoto Umezaki, Takumi Okubo, Hideyuki Watanabe, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki
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      Proceedings of the 2019 ACM International Conference on Signal Processing and Machine Learning

      Volume: 1 Pages: 62-72

    • DOI

      10.1145/3372806.3372819

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      Yuya Tomotoshi, David Ha, Emilie Delattre, Hideyuki Watanabe, Xugang Lu, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki,
    • Journal Title

      Integrated Uncertaintyin Knowledge Modelling and Decision Making (Lecture Notes in Artificial Intelligence)

      Volume: 11471 Pages: 295-307

    • DOI

      10.1007/978-3-030-14815-7_25

    • ISBN
      9783030148140, 9783030148157
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      David Ha, Emilie Delattre, Yuya Tomotoshi, Masahiro Senda, Hideyuki Watanabe, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 2018 IEEE 28th International Workshop on Machine Learning for Signal Processing

      Volume: 1 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/mlsp.2018.8516976

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  • [Journal Article] Optimal Analysis of Boundary-Uncertainty-Based Classifier Selection Method2018

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      David Ha, Hideyuki Watanabe, Yuya Tomotoshi, Emilie Delattre, Shigeru Katagiri
    • Journal Title

      Proceedings of the 2018 ACM International Conference on Signal Processing and Machine Learning

      Volume: 1 Pages: 107-114

    • DOI

      10.1145/3297067.3297076

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      2018 Annual Research Report
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      松重仁, 片桐滋, 大崎美穂
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    • Author(s)
      林銀次, 片桐滋, 大崎美穂
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      2023年電子情報通信学会総合大会, 情報・システム講演論文集1, p.93(於:芝浦工業大学)
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      日本音響学会2023年春季研究発表会(オンライン開催)
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      Shigeru Katagiri
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      林銀次, 片桐滋, 大崎美穂, 盧緒剛
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      岩本一真, 落合翼, デルクロア・マーク, 池下林太郎, 佐藤宏, 荒木章子, 片桐滋
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      大角朋弘,片桐滋,大崎美穂
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      Shigeru Katagiri
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      2021 4th International Conference on Signal Processing and Machine Learning (SPML2021)
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      David Ha, Yuya Tomotoshi, Masahiro Senda, Hideyuki Watanabe, Shigeru Katagiri, Miho Ohsaki
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      蔭山昌幸,ア・デイビッド,友利宥也,千田将大,渡辺秀行,片桐滋,大崎美穂
    • Organizer
      2019年電子情報通信学会総合大会
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      大越俊,山田浩嗣,渡辺秀行,片桐滋,大崎美穂
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      2019年電子情報通信学会総合大会
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      千田将大,ア・デイビッド,渡辺秀行,片桐滋,大崎美穂
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      2019年電子情報通信学会総合大会
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      鶴尾明大,西山育宏,渡辺秀行,片桐滋,大崎美穂
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      2019年電子情報通信学会総合大会
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      Shigeru Katagiri
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  • [Presentation] 大幾何マージン最小分類誤り学習法のためのベイズ境界推定力評価2018

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      西山育宏,渡辺秀行,片桐滋,大崎美穂
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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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