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Semisupervised transductive classification of remotesensing images with restricted training data

Research Project

Project/Area Number 19K12043
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

Kiyasu Senya  長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (20234388)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 酒井 智弥  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30345003)
薗田 光太郎  長崎大学, 工学研究科, 助教 (90415852)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords半教師付き分類 / リモートセンシング / マルチスペクトル画像 / 分類 / 半教師つき / パターン認識
Outline of Research at the Start

人工衛星から地表を観測したマルチスペクトル画像に対して,画素のカテゴリー分類を行って地表の対象物を識別することは,リモートセンシングにおける最も重要な処理のひとつである.従来から用いられてきた教師つき分類アルゴリズムは,十分な教師データが利用できることを前提としている.しかし,衛星画像においてはこの条件を満たすことはほとんど不可能である.本研究は,リモートセンシングで得られるマルチスペクトル画像を対象とし,限られた教師データから半教師つき手法により高い精度で衛星画像の画素のカテゴリー分類を実現する実用的な方法を確立し,衛星画像の解析精度を大きく向上させることを目的とする.

Outline of Final Research Achievements

We developed a semi-supervised method of pixel classification for remote sensing multispectral images with restricted training data. We investigated about the misclassification when SVM(Support Vector Machine) algorithm were applied for multi-class classification and applied a practical solution of semi-supervised two-class SVM to multi-class cases. We also improved the accuracy of semi-supervised classification by selecting the unlabeled data by considering the distance between the spectra in the feature space and the spatial arrangement of the pixels in the image.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

航空機や人工衛星に搭載したセンサを用いて,リモートセンシングにより地表の状態を把握することは非常に有益な方法であるが,処理に必要なトレーニングデータが十分に得られないことが,精度向上の大きな妨げとなっていた.本研究では半教師付きトランスダクティブ手法を適用することでその解決を図り,半教師付きSVMアルゴリズムを応用して,分光的および空間的なデータの特徴を考慮しながらトレーニングデータ拡張することで,地表対象物を精度よく識別する方法を提案した.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] 教師付きSVMと半教師付きSVMの選択的利用法の検討2021

    • Author(s)
      山下翔,薗田光太郎,喜安千弥
    • Journal Title

      2021年度電子情報通信学会九州支部学生会講演会・講演論文集

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Multiclass Semi-Supervised Support Vector Machines Approach to Land Cover Classification2020

    • Author(s)
      Aye Moh Htun, Kotaro Sonoda, Senya Kiyasu
    • Journal Title

      計測自動制御学会九州支部 第39回学術講演会予稿集

      Volume: - Pages: 134-137

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Semi-supervised Land Cover Classification with Label Extension Based on Neighboring Pixels2019

    • Author(s)
      Aye Moh Thun, Tokuma Shimizu, Kotaro Sonoda, Senya Kiyasu
    • Journal Title

      2019年度電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      Volume: - Pages: 120-121

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 教師付きSVMと半教師付きSVMの選択的利用法の検討2021

    • Author(s)
      山下翔,薗田光太郎,喜安千弥
    • Organizer
      2021年度電子情報通信学会九州支部学生会講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Multiclass Semi-Supervised Support Vector Machines Approach to Land Cover Classification2020

    • Author(s)
      Aye Moh Htun, Kotaro Sonoda, Senya Kiyasu
    • Organizer
      計測自動制御学会九州支部 第39回学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Semi-supervised Land Cover Classification with Label Extension Based on Neighboring Pixels2019

    • Author(s)
      Aye Moh Thun, Tokuma Shimizu, Kotaro Sonoda, Senya Kiyasu
    • Organizer
      2019年度電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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